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电极法在线氨氮检测仪通过离子选择电极（ISE）特异性识别水体中的氨离子（NH₄⁺），将浓度信号转化为电信号，实现氨氮浓度的实时监测。其核心优势是无需复杂化学试剂（仅需缓冲液）、响应速度快（单次检测≤3 分钟），适用于市政污水、工业废水等场景。工作原理可分为样品预处理、电极检测、信号转换三大环节，具体如下： 
一、核心部件与检测基础 1、离子选择电极（关键部件） 电极由敏感膜（通常为聚氯乙烯材质，含铵离子载体）、内参比电极（Ag/AgCl 电极）和内充液（含固定浓度 NH₄⁺）组成。敏感膜对 NH₄⁺具有特异性响应 —— 当电极接触水样时，NH₄⁺会与膜内载体结合，形成膜内外离子浓度差，产生电位差（遵循能斯特方程：电位与 NH₄⁺浓度的对数呈线性关系）。 2、参比电极 提供稳定基准电位（不受水样成分影响），与离子选择电极组成原电池，两者的电位差通过电路放大后用于浓度计算。参比电极需持续补充电解液（如 KCl 溶液），确保电位稳定（偏差≤1mV/24h）。 3、缓冲液系统 缓冲液（如 pH=10.5 的碱性溶液）的作用是： 调节水样 pH 至强碱性（OH⁻与 NH₄⁺反应生成 NH₃・H₂O，避免 H⁺干扰 NH₄⁺检测）；固定水样离子强度（减少其他离子对敏感膜的干扰，如 K⁺、Na⁺）。 二、检测流程（实时监测闭环） 1、样品预处理（去除干扰） 水样经取样泵进入检测系统，先通过滤网（5-10μm）去除悬浮物（避免堵塞管路或覆盖电极膜）；若含挥发性有机物（如甲醇），需经渗透膜分离（有机物被截留，NH₄⁺可透过），防止其吸附在电极膜表面（影响离子响应）。预处理后的水样进入反应池，与定量缓冲液混合（比例通常 10:1），确保 pH 稳定在 10.5±0.2。 2、电极检测（电位信号生成） 混合后的水样流入检测池，离子选择电极与参比电极同时浸入水样： 此过程需持续搅拌水样（转速 100-200rpm），避免电极周围形成浓度梯度（确保检测值反映真实浓度）。 离子选择电极因 NH₄⁺浓度产生响应电位；参比电极输出稳定基准电位；两者的电位差（通常几十至几百毫伏）通过电极引线传输至信号放大器。 3、信号转换与浓度计算 放大器将微弱电位差（mV 级）放大并转化为数字信号，主机根据预设校准曲线（通过标准溶液标定的 “电位 - 浓度” 对应关系）计算氨氮浓度。例如：当电位差为 59mV（25℃时），对应 NH₄⁺浓度变化 10 倍（符合能斯特方程理论值）。 检测完成后，清洗泵自动用纯水冲洗电极和检测池（去除残留水样），为下一次检测做准备（单次清洗时间约 30 秒）。 三、关键控制条件（保障检测精度） 1、温度控制 离子响应电位受温度影响（温度每变化 1℃，电位偏差约 0.2mV），仪器需内置温度传感器，实时补偿温度对检测值的影响（通过算法修正浓度结果）。 2、干扰抑制 针对高浓度 K⁺（与 NH₄⁺离子半径接近，易干扰敏感膜）：缓冲液中加入 EDTA（螯合 K⁺）；针对 pH 波动：缓冲液过量添加（确保水样 pH 变化≤0.1），避免 NH₄⁺与 OH⁻反应平衡偏移。 3、电极稳定性维护 电极膜需定期活化（如每周用标准溶液浸泡 1 小时），防止载体老化导致响应灵敏度下降；若检测信号漂移（如同一标样电位差变化＞5mV），需重新校准（用 0.1mg/L、10mg/L 标样绘制新曲线）。 四、与其他方法的核心差异 相比纳氏试剂法（需显色反应），电极法无需毒性试剂（如碘化汞），更环保；相比水杨酸法（需加热反应），响应更快（适合在线监测）。但电极法对水样浊度、油脂更敏感（需严格预处理），适用于中低浓度氨氮检测（通常 0.1-100mg/L），高浓度水样需稀释后检测。 综上，电极法在线氨氮检测仪通过 “离子特异性识别 - 电位转换 - 实时计算” 的闭环流程，实现氨氮浓度的快速监测，配合预处理和温度补偿，可满足多数水质场景的精度要求。
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